這次畢業設計是由封閉在剛性殼內所有內容的齒輪傳動是一獨立完整的機構。通過這一次設計可以初步掌握一般簡單機械的一套完整的設計方法,構成減速器的通用零部件。
這次課程設計主要介紹了減速器的型別作用及構成等,全方位的運用所學過知識。如:機械製圖,金屬材料工藝學公差等已學過的理論知識。在實際生產中得以分析和解決。
在這次設計中進一步培養了工程設計的獨立能力,樹立正確的設計思想掌握常用的機械零件,機械傳動裝置和簡單機械設計的方法和步驟,要求綜合的考慮使用經濟工藝等方面的要求,確定合理的設計方案。
關鍵詞:減速器剛性工藝學零部件
減速器是指原動機與工作機之間獨立封閉式傳動裝置,用來降低轉速並相應地增大轉矩。此外,在某些場合,也有用作增速的裝置,並稱為增速器。
減速器的種類很多,這裡我們涉及圓柱齒輪組成的減速器,最普遍的是展開式二級圓柱齒輪減速器,它是兩級減速器中最簡單、應用最廣泛的一種。二級圓柱齒輪減速器分為展開式、分流式、同軸式,i=8~40,用斜齒、直齒、人字齒。兩級大齒輪直徑接近,有利於浸油潤滑。
軸線可以水平、上下、垂直布置。它的齒輪相對於支撐位置不對稱,當軸產生變形時,載荷在齒輪上分布的不均勻,因此,軸應設計的具有較大的剛度,並使齒輪遠離輸入端或輸出端。
我們通過對減速器的研究與設計,我們能在另乙個角度了解減速器的結構、功能、用途和使用原理等,同時,我們也能將我們所學的知識應用於實踐中。
在設計的過程中,我們能正確的理解所學的知識,而我們選擇減速器,也是因為對我們過控專業的學生來說,這是乙個很典型的例子,能從中學到很多知識。
我們本次設計的題目是二級圓柱斜齒輪減速器,我們對這次設計的物件有了更深入的了解。另外,我們通過設計可以更加詳盡的了解各部分的功能和設計要求,比如,帶輪的設計、齒輪的設計及軸的設計、箱體的各部分零件的尺寸計算等等。
同時,我們還要選取其它附屬部件,如鍵、軸承、聯軸器等。
在本次設計中,我們將運用cad輔助繪圖,這也給我們帶來了極大的便利。
1、設計題目
用於帶式運輸機的展開式二級圓柱齒輪減速器。傳動裝置簡圖如下圖所示。
1—電動機 2—v帶傳動 3—展開式雙級齒輪減速器
4—連軸器 5—底座 6—傳送帶鼓輪 7—傳送帶
(1)帶式運輸機資料
運輸機工作軸轉矩t=800/(n·m)
運輸帶工作速度v=1.4/(m/s)
運輸帶滾筒直徑d=400/mm
(2)工作條件
單班制工作,空載啟動,單向、連續運轉,工作中有輕微振動。運輸帶速度允許速度誤差為±5%。
(3)使用期限
工作期限為十年,檢修期間隔為三年。
(4)生產批量及加工條件
小批量生產。
2、設計任務
(1)選擇電動機型號;
(2)確定帶傳動的主要引數及尺寸;
(3)設計減速器;
(4)選擇聯軸器。
3、具體作業
(1)減速器裝配圖一張;
(2)零件工作圖二張(大齒輪,輸出軸);
(3)設計說明書乙份。
4、資料表
選用三相鼠籠是非同步電動機,有傳動方案選擇圓柱齒輪,無特殊要求,採用y系列電機,為防止雜質侵入電機內部,電動機採用封閉式。
運輸機的工作轉速
運輸機的所需功率
查表3-2得滾筒的效率為,取皮帶傳動效率,齒輪傳動效率0.97,滾子軸承的傳動效率0.98,聯軸器的傳動效率0.99.
ⅰ軸與ⅱ軸之間的傳動效率
ⅱ軸與ⅲ軸之間的傳動效率
ⅲ軸與滾筒之間的傳動效率
電動機到滾筒的總效率
所需電機功率:
為帶傳動比,取2~4
為高速級傳動比,取3~5
為低速級傳動比,取3~5
且 則 n=1170~6000
為減小電動機的結構尺寸,降低成本,取n=1500r/min
查表12-1 取電動機型號 y132m-4
查表12-3 電動機基本引數
額定功率7.5kw;滿載轉數1440r/min;中心高度 132mm
表12-1 電動機引數選擇
額定功率單位為7.5kw,滿載轉速單位為1440r/min,堵轉轉矩與最大轉矩單位都為2.2n·m。
傳動裝置的總傳動比要求為
式中: -電動機滿載轉速, r/min.
多級傳動中,總傳動比為:
分配傳動比要考慮以下幾點:
(1)齒輪各級傳動比要在要求的範圍內:i=3-5,帶傳動比範圍:i=2-4;
(2)應使傳動裝置結構尺寸最小、重量最輕.
(3)應使各傳動尺寸協調,結構勻稱合理.避免干涉碰撞.可採用推薦的,取=1.4,取帶傳動比則
求得但是在實際傳動中有誤差,一般允許相對誤差為。
設計計算傳動件時,要用各軸的轉速、轉矩或功率,因此要將工作機上的轉速、轉矩或功率推算到各軸上。
各軸轉速
ⅰ軸:ⅱ軸:
ⅲ軸:,,———分別表示1,2,3軸的轉速r/min;1軸為高速軸、2軸為中速軸、3軸低速軸;
,, ———分別表示帶輪、高速軸;高、中速軸;中、低速軸間的傳動比;
各軸功率
ⅰ軸:ⅱ軸:ⅲ軸:
滾筒軸:
,,,——1,2,3,滾筒軸輸入功率;表示各傳動機構和摩擦副效率;
各軸轉矩
電動機軸輸出轉矩:
ⅰ軸:ⅱ軸:
ⅲ軸:滾筒軸:
, , ,——1,2,3,滾筒軸輸入轉矩;
ⅰ軸(電動機軸):
ⅱ軸(高速軸):
ⅲ軸(中間軸):
ⅳ軸(低速軸):
ⅴ軸(滾筒軸):
見表4-2為各軸運動和動力引數數值,詳細介紹各軸的功率、轉速、及轉矩等值。
4-2 各軸運動和動力引數
1.確定計算功率
由《機械設計》表8-7查得工作情況係數=1.1,故
2.選取普通v帶帶型
根據確定選用v帶,由表8-10得,a型
3.初選小帶輪的直徑。並驗算帶速v
1)初選小帶輪的直徑,由表8-6和表8-8
取小帶輪的基準直徑
2)驗算帶速v
故帶速合適
3)大帶輪的基準直徑
已圓整。
4.確定v帶的基準長度和傳動中心距
1)根據,初步確定中心距=300mm
2)計算帶所需的基準長度
由表8-2得取
3)計算實際中心距a
中心矩的變動範圍
5.驗算主動輪上的包角
主動輪上的包角合適。
6.計算v帶的根數z
1)計算單根v帶的額定功率
由和查表8-4a得
根據和a型帶。查表8-4b得
查表8-5得表8-2得
於是2)計算v帶根數
取8根7.計算單根v帶的初拉力的最小值
由表8-3得a型帶的單位長度質量q=0.1kg/m
應該使帶的實際拉力
8.計算作用在軸上的壓軸力
9.帶輪結構設計
小帶輪採用實心式,大帶輪採用腹板式
10.調整高速軸的轉速和轉矩
1.選取齒輪型別、精度等級、材料及齒數:選取直齒圓柱齒輪傳動。
帶傳動為一般工作機器,速度不高,選取7級精度(gb10095-88)
材料選擇:小齒輪材料為40cr(調質),硬度為280hbs,大齒輪材料為45鋼(調質),硬度為240hbs。
選小齒輪齒數=24,則大齒輪齒數 ,取=94。
2. 按齒面接觸強度設計
由設計公式
確定公式內的各計數數值並計算
(1)選取載荷係數
計算小齒輪傳遞的轉距
選取齒寬係數;材料的彈性影響係數
齒面硬度查10-21d得小齒輪的接觸疲勞強度極限;大齒輪的接觸疲勞強度極限
(2)計算應力迴圈次數
接觸疲勞壽命係數。
(3)計算接觸疲勞許用應力,取失效概率為1%,安全係數s=1,
(4)試算小齒輪分度圓直徑
(5)計算圓周速度
(6)計算齒寬b
(7)計算齒寬與齒高之高比b/h
(8)計算載荷係數
根據v=2.33m/s,7級精度,查圖10-8查的動載係數
直齒輪,假設。得
由表10-2得使用係數,7級精度,非對稱布置
由,則載荷係數
(9)按實際的載荷係數校正所算得的分度圓直徑
(10) 計算模數
3.按齒根彎曲強度設計
彎曲強度計算公式
確定公式內各計算數值
(1)小齒輪的彎曲疲勞極限,大齒輪的彎曲疲勞極限。
(2)由圖10-18得彎曲疲勞壽命係數。
(3)計算彎曲疲勞許用應力,取s=1
(4)計算載荷係數k
(5)查10-5得齒形係數
(6)查10-5得應力校正係數
(7)計算大、小齒輪的並加以比較
大齒輪的數值大。
4.設計計算
對比計算結果,由齒面接觸疲勞強度設計計算的模數m大於由齒根彎曲疲勞強度設計計算的模數,由於齒輪模數m的大小主要取決於彎曲強度所決定的承載能力,而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力,僅與齒輪直徑有關,則可取模數m=2.0,直徑算出小齒輪齒數
5.核算
6.幾何尺寸計算
(1)計算分度圓直徑
(2)計算中心距
(3)計算齒輪寬度
取(4)驗算
合適。1.選取齒輪型別、精度等級、材料及齒數
選取直齒圓柱齒輪傳動。
傳輸機為一般工作機器,速度不高,選取7級精度
材料選擇:小齒輪材料為40鋼(調質),硬度為240hbs,大齒輪材料為45鋼(調質),硬度為240hbs。
選小齒輪齒數=23,則大齒輪齒數,取。
2.按齒面接觸強度設計
由設計公式
確定公式內的各計數數值
(1)選取載荷係數.
計算小齒輪傳遞的轉距
選取齒寬係數;材料的彈性影響係數。
展開式二級圓柱齒輪減速器設計說明書
青島理工大學琴島學院 課程設計說明書 課題名稱 展開式二級圓柱齒輪減速器 學院 青島理工大學琴島學院 專業班級 機械設計製造及其自動化專業05.3 學號 20050281004 學生 劉波 指導教師 常育傳 青島理工大學琴島學院教務處 2008年7月11日 機械設計 課程設計評閱書 目錄前言 4 第...
二級展開式斜齒圓柱齒輪減速器設計說明書 中北大學
學院 中北大學機械工程與自動化學院 專業 機械設計製造及其自動化 班級 06020142 姓名 教師 一 設計資料及要求 2 1.工作機有效功率 2 2.查各零件傳動效率值 2 3.電動機輸出功率 3 4.工作機轉速 3 5.選擇電動機 3 6.理論總傳動比 3 7.傳動比分配 3 8.各軸轉速 4...
二級圓柱齒輪減速器
參考1一 設計任務書 1 二 傳動方案的擬定及說明 1 三 電動機的選擇 3 四 計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比 3五 計算傳動裝置的運動和動力引數 4六 傳動件的設計計算 5 1.v帶傳動設計計算 5 2.斜齒輪傳動設計計算 7 七 軸的設計計算 12 1.高速軸的設計 12 2.中速軸的設...